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基于ANSYS的1000kV金属氧化物避雷器不同运行状况下电位分布的仿真计算

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高电压技术 2018年第5期44卷 1660-1667页

作者：张迪张丕沛张军阳高强杨炜晨苗世洪华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074 华中科技大学电气与电子工程学院电力安全与高效湖北省重点实验室武汉430074 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院沈阳110006

1000kV电压等级金属氧化物避雷器（MOA）在长期运行过程中容易出现电阻片老化、受潮等状况,导致电位分布不合理,甚至造成避雷器爆炸等安全事故。为此,首先利用ANSYS建立了1000kV电压等级MOA的完整3维仿真模型;然后研究了电阻片短路及受... 详细信息

1000kV电压等级金属氧化物避雷器（MOA）在长期运行过程中容易出现电阻片老化、受潮等状况,导致电位分布不合理,甚至造成避雷器爆炸等安全事故。为此,首先利用ANSYS建立了1000kV电压等级MOA的完整3维仿真模型;然后研究了电阻片短路及受潮在静电场中的处理方法,对不同位置短路或受潮时的电位分布进行了仿真计算。研究结果显示：将正常运行时的电位分布仿真结果与现场试验结果对比,2者相对误差最大值为3.26%,说明了该模型的合理性;短路电阻片相当于导体,使同一＂耦合区＂内故障柱上的电阻片承担更高的电压;水分增大了受潮电阻片整体的等效电容,使受潮部分电压承担率降低。以上结论均符合静电场内电位分布的基本规律,说明了结果的正确性。

关键词：金属氧化物避雷器电位分布 ANSYS 短路受潮有限元仿真

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同谱段异频点高稳定四路集成激光器模块

光子学报 2018年第4期47卷 30-38页

作者：谭俊穆春元王跃辉于海洋赵泽平陈伟刘建国祝宁华中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

面向高速空间相干光通信的应用需求,研制了一种同谱段异频点高稳定的四路集成激光器模块,并采用了梯度反馈控制方法,该反馈方法根据温度反馈值将控制事件分为五种层级,按照优先级顺序梯次调控每路温度和电流,降低了温度漂移和电流抖动,... 详细信息

面向高速空间相干光通信的应用需求,研制了一种同谱段异频点高稳定的四路集成激光器模块,并采用了梯度反馈控制方法,该反馈方法根据温度反馈值将控制事件分为五种层级,按照优先级顺序梯次调控每路温度和电流,降低了温度漂移和电流抖动,从而有效降低了伺服系统对激光器线宽的影响.将该方法应用到模块控制中,为了给它提供更加精确的温度反馈值,在硬件方面采用温度被动反馈放大电路,消除了电流分量引起的误差,实验测得温度漂移低于0.001℃,电流抖动低于0.6μA.采用外腔半导体激光器,集成为模块后四路激光器洛伦兹线宽在4.5~7.5kHz之间,阿伦方差均小于4×10^(-9).将该激光器模块应用到空间光通信中,测试了四种调制格式下的误码率,并演示验证了4×50Gb/s16QAM超高速空间相干光通信,结果表明该模块在空间光通信中具有良好的应用前景.

关键词：四路集成模块反馈控制自由空间光通信半导体激光器温度漂移电流抖动洛伦兹线宽阿伦方差 16QAM

串联混合型有源电力滤波器的无源滤波器简化设计

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电网技术 2018年第4期42卷 1149-1156页

作者：罗运松胡晶宋萌李达义广东电网公司电力科学研究院广东省广州市510080 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

串联混合型有源电力滤波器由于成本低、滤波效果好,降低了谐振发生的可能性而受到广泛的关注。目前国际上研究的串联混合型有源电力滤波器主要有4种：并联无源和串联有源的组合系统,基于正弦电流控制的串联型有源滤波器,基于基波磁通补... 详细信息

串联混合型有源电力滤波器由于成本低、滤波效果好,降低了谐振发生的可能性而受到广泛的关注。目前国际上研究的串联混合型有源电力滤波器主要有4种：并联无源和串联有源的组合系统,基于正弦电流控制的串联型有源滤波器,基于基波磁通补偿的有源滤波器和一种新型串联混合型有源电力滤波器。该文首先综述这4种串联型有源滤波器的特点,给出其谐波阻抗的区别。根据各自谐波阻抗的特点,特别是基于基波磁通补偿的有源电力滤波器和一种新型串联混合型有源电力滤波器的谐波阻抗非常大的特点,得出其中无源滤波器可以简化设计的结论,提出3种典型的简化设计方案,给出这3种无源滤波器简化设计方案的具体应用场合。该无源滤波器简化设计方案可以减少成本,大大降低系统设计的复杂性。采用2种典型谐波源的实验结果证明这3种无源滤波器简化设计的合理性。

关键词：串联混合型有源滤波器无源滤波器简化设计

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融冰计划与机组组合的协同优化

中国电机工程学报 2018年第5期38卷 1467-1474页

作者：晏鸣宇何宇斌艾小猛文劲宇郭创新强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

为了保证覆冰电网的安全经济运行,该文提出融冰计划与机组组合的协同优化模型与求解方法。首先,建立线路覆冰厚度变化与融冰计划特性约束,保证线路的覆冰厚度不会超过其设计值。在此基础上,将其与机组组合模型结合实现协同优化。由于所... 详细信息

为了保证覆冰电网的安全经济运行,该文提出融冰计划与机组组合的协同优化模型与求解方法。首先,建立线路覆冰厚度变化与融冰计划特性约束,保证线路的覆冰厚度不会超过其设计值。在此基础上,将其与机组组合模型结合实现协同优化。由于所提模型为大规模的非线性、非凸优化问题,引入辅助变量将原模型转换为混合整数线性优化模型;采用拉格朗日松弛,将该混合整数线性模型分解为机组组合与融冰计划子问题迭代求解;并提出加速策略以提升协同模型的求解效率。在IEEE RTS-79系统中进行算例分析验证所提模型与算法的有效性。结果表明,所提融冰计划模型能实现覆冰电网的安全、经济运行。

关键词：融冰计划机组组合协同优化混合整数线性优化拉格朗日松弛

采用Benders分解含机组禁止运行区间的安全约束最优潮流

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电力系统自动化 2018年第6期42卷 60-65页

作者：晏鸣宇张伊宁艾小猛何宇斌文劲宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

由于机组的物理结构特性等原因,机组的部分出力区间无法达到,又称其为发电机禁止运行区间,如果在安全约束最优潮流中未考虑禁止运行区间,可能会导致线路故障后机组的校正出力无法消除潮流越限。提出了考虑发电机禁止运行区间的安全约束... 详细信息

由于机组的物理结构特性等原因,机组的部分出力区间无法达到,又称其为发电机禁止运行区间,如果在安全约束最优潮流中未考虑禁止运行区间,可能会导致线路故障后机组的校正出力无法消除潮流越限。提出了考虑发电机禁止运行区间的安全约束最优潮流。由于所提模型为大规模的混合整数线性优化问题,难以直接求解,采用Benders分解算法将模型分解为基态最优潮流主问题与短、长期N-1故障校验子问题。通过固定整数变量的方法,将非凸的混合整数优化子问题转换为线性优化子问题,从而能向主问题返回对应的Benders割。6节点与IEEE RTS-96节点算例验证了所提模型与算法的有效性。

关键词：安全约束最优潮流禁止运行区间混合整数线性规划 Benders分解

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光平衡探测器研究进展和发展趋势分析

激光与光电子学进展 2018年第10期55卷 1-10页

作者：王姣姣赵泽平刘建国中国科学院半导体研究所集成光电子国家重点实验室北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

平衡相干检测技术能够大幅度提高光通信系统的灵敏度,在相干光通信和微波光子系统中得到广泛应用。作为相干检测的核心器件,平衡探测器近年来已成为研究热点。阐述了平衡探测器的工作原理、器件结构和性能参数,概述了平衡探测器的最新... 详细信息

平衡相干检测技术能够大幅度提高光通信系统的灵敏度,在相干光通信和微波光子系统中得到广泛应用。作为相干检测的核心器件,平衡探测器近年来已成为研究热点。阐述了平衡探测器的工作原理、器件结构和性能参数,概述了平衡探测器的最新研究进展,并对平衡探测器发展过程中存在的问题和发展趋势进行了分析。随着光通信技术的发展,平衡探测器将在高速率、高射频功率、高响应度和高共模抑制比等方面不断优化,封装模块将朝着高集成度、低成本和低功耗方向发展。

关键词：光通信相干光通信平衡探测器波导集成单片集成混合集成

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大气压纳秒脉冲裸电极放电的粒子模拟研究

高电压技术 2018年第3期44卷 944-951页

作者：辛璇刘冰张远涛山东大学电气工程学院济南250061 华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074

大气压纳秒脉冲放电由于能量利用率高、可以生成多种活性粒子且容易形成均匀的放电等优势,在等离子体环境、医学等应用方面具有广阔的前景。为此借助于粒子模拟方法,研究了在裸电极条件下,纳秒脉冲放电的演化过程及放电机理。由于电极... 详细信息

大气压纳秒脉冲放电由于能量利用率高、可以生成多种活性粒子且容易形成均匀的放电等优势,在等离子体环境、医学等应用方面具有广阔的前景。为此借助于粒子模拟方法,研究了在裸电极条件下,纳秒脉冲放电的演化过程及放电机理。由于电极表面没有覆盖介质,在脉冲电压施加过程中,只能观察到一次放电,放电电流一般在电压下降沿开始时刻附近达到最大值。在电压上升沿及坪区阶段,鞘层电场持续增强,鞘层厚度逐渐变薄,电子能量概率分布函数存在明显的高能尾部,电子与离子数密度可以达到很高的数值;放电的熄灭主要是由于脉冲电压的下降造成的,即使在脉冲电压下降阶段,由于前面阶段放电剧烈鞘层电场非常强,碰撞电离依旧可以持续一定的时间。通过粒子模拟研究脉冲电压驱动的裸电极放电,并与相应的介质阻挡放电比较,有助于深化对纳秒脉冲激励的放电演化过程与内在机理的认识。

关键词：纳秒脉冲放电大气压放电粒子模拟裸电极放电鞘层电场二次电子电子能量分布函数

Na掺杂CaMnO3晶体材料的结构调控、电子结构与光吸收性质的研究

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量子光学学报 2018年第2期24卷 204-213页

作者：张飞鹏张光磊秦国强杨新宇李志张久兴河南城建学院数理学院建筑光伏一体化河南省工程实验室平顶山467036 石家庄铁道大学材料科学与工程学院石家庄050043 合肥工业大学材料科学与工程学院、新型功能材料与器件安徽省重点实验室合肥230009

平面波和赝势法基础上研究了Ca位Na掺杂的钙钛矿型CaMnO3晶体材料的晶体结构、电子结构和光吸收性质,分析了Na掺杂CaMnO3晶体材料的电输运过程。结果表明,Na掺杂Ca位使CaMnO3的晶胞三轴长度均增大,Na掺杂在CaMnO3中引入了晶格畸变,且晶... 详细信息

平面波和赝势法基础上研究了Ca位Na掺杂的钙钛矿型CaMnO3晶体材料的晶体结构、电子结构和光吸收性质,分析了Na掺杂CaMnO3晶体材料的电输运过程。结果表明,Na掺杂Ca位使CaMnO3的晶胞三轴长度均增大,Na掺杂在CaMnO3中引入了晶格畸变,且晶格畸变是各向异性的。Na掺杂之后,CaMnO3晶体材料内的O-Mn-O形成的八面体逐步向两个O顶点方向拉长和扭曲。未掺杂和Na掺杂CaMnO3带隙宽度分别为0.713eV和0.686eV,均呈现明显的半导体特性。在费米能级附近,s态电子对CaMnO3的态密度贡献最小,p态电子对费米能级以下的态密度贡献最大,d态电子对费米能级以上的态密度贡献最大。Mnp态电子对费米能下方能级形成贡献较大,而Mnd态电子对费米能上方能级形成贡献最大,Op态电子对费米能下方能级形成贡献较大,而Op态电子对费米能上方能级形成贡献最小。与未掺杂CaMnO3相比,Na掺杂CaMnO3晶体材料吸收能量向低能量移动,且存在两个强吸收峰,其在6.15eV附近的吸收最强。

关键词： CaMnO3 Na掺杂晶体结构电子结构

混合型模块化多电平换流器解析建模与功率运行区间分析

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电力系统自动化 2018年第7期42卷 76-84页

作者：鲁晓军向往林卫星文劲宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北省武汉市430074 特变电工新疆新能源股份有限公司

混合型模块化多电平换流器(MMC)在远距离大容量架空线输电领域具有十分广阔的应用前景。为定量研究混合型换流器的运行特性,文中提出了混合型MMC动态解析模型和稳态解析模型的建模方法。通过稳态解析模型求解与换流器内部电气量和控制... 详细信息

混合型模块化多电平换流器(MMC)在远距离大容量架空线输电领域具有十分广阔的应用前景。为定量研究混合型换流器的运行特性,文中提出了混合型MMC动态解析模型和稳态解析模型的建模方法。通过稳态解析模型求解与换流器内部电气量和控制量有关的非线性方程组,实现了在任意直流电压和功率运行点下换流器运行特性的完全解析求解。对比了不同直流电压水平下,电磁暂态模型仿真结果和稳态解析模型的计算结果,验证了稳态解析模型的精确性。研究了考虑多种运行约束条件时混合型MMC的功率运行区间计算方法,尤其考虑了半桥子模块的均压约束。计算了不同直流电压水平下的功率运行区间,分析了各约束条件以及子模块电容、桥臂电抗器、桥臂子模块比例等参数对功率运行区间的影响。

关键词：模块化多电平换流器混合型模块化多电平换流器运行区间解析模型高压直流输电